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二、計算題(本大題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)
11.(14分)勻強磁場的磁感應強度B=0.2T,磁場寬度L=3m,一正方形金屬框邊長ab=l=1m,每邊電阻r=0.2Ω,金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū),其平面始終保持與磁感線方向垂直,如圖所示。
(1)畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中,金屬框內(nèi)感應電流的I -t圖線;
(2)畫出ab兩端電壓的U -t圖線。
12.(16分)如圖甲所示,水平面上的兩光滑金屬導軌平行固定放置,間距d=0.5m,電阻不計,左端通過導線與阻值R=2Ω的電阻連接,右端通過導線與阻值RL=4Ω的小燈泡L連接。在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場,CE長l=2m,有一阻值r=2Ω的金屬棒PQ放置在靠近磁場邊界CD處。CDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度B隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。在t=0至t=4s內(nèi),金屬棒PQ保持靜止,在t=4s時使金屬棒PQ以某一速度進入磁場區(qū)域并保持勻速運動。已知從t=0開始到金屬棒運動到磁場邊界EF處的整個過程中,小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化。求:
(1)通過小燈泡的電流;
(2)金屬棒PQ在磁場區(qū)域中運動的速度大小。
